JPH03232530A - 内部拡散薄膜型ゲッター材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、内部拡散薄膜型ゲッター材料に関するもの
である。さらに詳しくは、この発明は、超高真空をつく
るゲッター材料として有用な、チタン膜からなる内部拡
散薄膜型ゲッター材料に関するものである。

（従来技術とその課題） 従来より、超高真空用の真空ポンプとして使用されるゲ
ッターポンプにおいては、真空容器内の気体を吸着し超
高真空をつくるゲッター材料として、チタン膜が使用さ
れてきている。

このチタン膜はスパッタ蒸着あるいは加熱昇華により作
成されてもいる。

しか、しながら、チタン膜をスパッタ蒸着や加熱昇華に
より作成する方法においては、温度等の操作条件や、膜
形成位置の制御、生成したチタン膜の性状に関して種々
の問題があった。

たとえば、チタン膜をスパッタ蒸着により作成する場合
には、数キロボルトという高電圧が必要となり、特別な
高電圧発生装置を使用しなくてはならない。

また、チタン膜を加熱昇華により作成する場合には、チ
タンを１５７０に以上という高温に加熱することが必要
となり、特別な高温加熱機構を採用しなくてはならない
。さらに、このように高温に加熱する場合には、加熱時
にチタン中の不純物が真空系内に放出されるので、系内
に不用なガスが充満するということも問題となる。

チタン膜の形成位置の制御に関しても、スパッタ蒸着や
加熱昇華による場合には、チタン族を所定の位置に正確
に生成させることが困難であり、絶縁性の低下等が生じ
るという問題がある。そのため、真空容器内にはチタン
蒸着用の空間を特設することが必要となっている。

また、スパッタ蒸着や加熱昇華により形成したチタン膜
は、そこに吸着された気体が表面を被覆していくので比
較的短時間にゲッター作用が弱まり、排気能力が低下す
る。そのため、一定の排気速度を長時間にわたって維持
することができない。

再度高い排気能力を得るためには新たにチタン膜を蒸着
しなくてはならない。

このように従来のスパッタ蒸着あるいは加熱昇華による
ゲッター材料用チタン膜においては、種々の問題点が依
然として未解決のまま残されていた。

この発明は、以上の通りの事情を踏まえてなされたもの
であり、従来法の欠点を克服し、高電圧や高温を必要と
せずに真空容器内の所定の場所に作成することができ、
かつ、超高真空領域の排気を長時間維持することのでき
る新しいゲッター材料を提供することを目的としている
。

（課題を解決するための手段） この発明は、上記の課題を解決するものとして、下地チ
タン、および下地チタン上に形成した耐酸化性金属、さ
らにその上に析出させたチタン膜からなることを特徴と
する内部拡散薄膜型ゲッター材料を提供する。

また、この発明は、下地チタン上に耐酸化性金属を蒸着
形成し、チタンとの間で金属間化合物が生成しない温度
範囲で真空加熱して、最外層にチタン膜を析出させるこ
とを特徴とする内部拡散薄膜型ゲッター材料の製造方法
を提供する。

この発明のゲッター材料においては、表面のチタン膜が
気体を吸着し、このチタン膜とミクロに導通している下
地チタンが気体原子を拡散させる。

このような内部拡散薄膜ゲッター材料においては、表面
のチタン膜の気体吸着能が飽和して低下することはなく
、常に活性状態に保たれる。そのため一定の排気速度を
長時間維持することができ、超高真空領域のゲッター材
料として長寿命で有用なものとなる。また、ゲッター作
動温度が４７０に程度と低温であるので、周囲からの不
要なガス放出を低減させることができる。

この発明において、下地チタン上のｉｉＩ酸化性金属は
表面のチタン膜を析出させるための経路を提供すると共
に、チタンを酸化から守るという機能を有している。こ
のため耐酸化性金属としては、チタンを酸化から守るこ
とのできる酸化されにくい金属あるいは緻密な酸化皮膜
を形成して酸化の進行を止めることのできる金属を使用
する。このような金属としては、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ等を
例示することができる。

耐酸化性金属を下地チタン上に形成するに際しては蒸着
法等を用いることができる。その場合の厚みは耐酸化性
金属等の種類等によるが、チタンの酸化を防止するため
、通常は０．１μｍ以上とするのが好ましい。

耐酸化性金属上に気体吸着能の高いチタン膜を析出させ
るには、下地チタン上に耐酸化性金属を蒸着後、電流を
通して真空加熱すればよい、この場合、加熱時の真空度
は１０’−’Ｐａ以上とするのが好ましい、真空度がこ
れより低いとチタンが析出しにくくなったり、析出した
チタンが酸化してゲッター作用を示さなくなったりする
。また、加熱温度は使用する耐酸化性金属の種類にもよ
るが、析出したチタンが耐酸化性金属と金属間化合物を
形成するとゲッター作用を示さなくなるので、析出した
チタンが耐酸化性金属と金属間化合物を生成しない温度
範囲とする。このような温度範囲としては、一般には６
００〜９００にとすることができる。このように加熱温
度を比較的低温とすることにより、チタン中の不純物が
真空中に放出されることも解消することができる。

なお、チタン膜を析出させるに際しては、従来チタン膜
の形成に必要とされていた高電圧発生装置や高温加熱機
構は不要である。また、容易にチタン膜の生成位置を制
御することができるので、真空容器内にチタン蒸着用の
空間を特設することも不要となる。したがって、チタン
膜をイオン銃や電子銃等の装置構成部品内に組み込むこ
とが可能となる。

以下、この発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

（実施例） 実施例１ 下地チタン上にＮｂを１．５μｍ蒸着し、真空加熱して
このＮｂ上にチタン膜を析出させ、内部拡散薄膜型ゲッ
ター材料を作成した。

実施例２ 下地チタン上にＮｂを０．１５μｍ蒸着し、実施例１と
同様にして内部拡散薄膜型ゲッター材料を作成した。

実施例３ 下地チタン上にＣｒを１゜２μｍ蒸着し、実施例１と同
様にして内部拡散薄膜型ゲッター材料を作成した。

実施例４ 下地チタン上にＺｒを１．２μｍ蒸着し、実施例１と同
様にして内部拡散薄膜型ゲッター材料を作成した。

実施例５ 実施例１〜３の内部拡散薄膜型ゲッター材料を真空容器
内に設け、真空容器に酸素を２．６６ｘ１０−’Ｐａで
５００秒間導入して酸素を吸着させた。

最外層チタン膜の表面の被覆割合と　４７３Ｋ、５７３
Ｋ、６７３にの各温度で吸着した酸素がチタン膜の内部
に取り込まれる割合を測定した。

その結果を表１に示した チタン表面に吸着された酸素ガスが下地チタンに拡散し
、チタン膜の表面が清浄に保たれることを確認した。

表 実施例６ 前記実施例１，２．４の内部拡散薄膜型ゲッター材料を
それぞれ真空容器内に設け、種々の気体を導入し、チタ
ン表面の被覆割合と気体の分圧の減少量を測定した。

結果を表２に示した。

その結果、チタン表面が高いゲッター作用を有している
ことが確認された。

表 ２ （発明の効果） この発明のゲッター材料は、チタン膜の形成に際して高
電圧や高温を必要とせず、真空容器内の所定の場所に形
成でき、かつ、超高真空領域の排気を一定の排気速度で
長時間維持することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下地チタン、および下地チタン上に形成した耐酸
   化性金属、さらにその上に析出させたチタン膜からなる
   ことを特徴とする内部拡散薄膜型ゲッター材料。
2. （２）下地チタン上に耐酸化性金属を蒸着し、チタンと
   の間で金属間化合物が生成しない温度範囲で真空加熱し
   て、最外層にチタン膜を析出させることを特徴とする内
   部拡散薄膜型ゲッター材料の製造方法。